井下煤自燃高温探测技术现状分析.pdfVIP

2011年10月 矿 业安全 与环保 第38卷第5期 井下煤 自燃高温探测技术现状分析 王 正 辉 ， (1．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037；2．中煤科工集团重庆研究院，重庆 400037) 摘 要：为选择适用的高温火区探测方法，按照煤矿井下高温火源的发生特点和发展规律对探测技 术的要求，根据探测原理对煤矿井下煤 自燃高温探测方法进行了归类。分析了影响井下煤 自燃高温探 测的复杂条件和探测方法的适用性，对探测技术和相关研究的发展趋势进行了探讨。 关键词：煤炭 自燃；标志性气体；高温；探测 中图分类号：TD752．i 文献标志码 ：A 文章编号：1008—4495(2011)05—0071—03 煤 自燃是影响煤矿安全生产的主要灾害之一。 高温检测仪器设备的自动化程度、井下环境适用性、 采空区内的煤 自燃会产生有毒有害气体，蓄积大量 性能稳定性和精度提出了较高的要求。井下监测仪 的热量，有可能危及井下作业人员人身安全，或者导 器设备应在具备经济性的情况下，满足 自动连续在 致严重的瓦斯事故。相关领域的研究人员一直致力 线检测和数据采集的要求。 于对采空区内隐蔽 自燃火源位置、规模和发展趋势 2 井下煤 自燃高温探测方法 的有效探测的研究，但 由于井下环境和影响因素的 复杂性，以及受各种探测技术手段和途径本身的限 根据煤 自燃产生标志性气体和高温的特点，可 制，对煤 自燃高温探测的研究还不够深入 ¨。 将 自燃高温探测分类为探测 自燃气体产物的方法和 探测 自燃温度异常的方法。 1 煤 自燃规律对检测方法的要求分析 2．1 探测 自燃气体产物的方法 煤 自燃机理和现场 自燃规律的研究表明，煤 自 在煤 自燃的过程中，温度不断上升，自燃生成的 燃都有一个发展变化的过程 。呈破碎状态的煤长时 气体产物的种类和浓度会发生变化。煤在升温氧化 间接触氧气，从低温阶段缓慢氧化到加速氧化温度 的过程中，在不同的温度阶段会生成不同的气体产 上升，在条件适宜的情况下，加速氧化温度急剧上升 物。根据实验室煤 自燃特性实验结果，可以筛选 出 形成 自燃。煤 自燃过程中，生成 自燃气体，产生大量 自燃标志性气体。在煤矿井下采煤工作面，通过监 的热量，热量积聚后和周边环境形成热量传播，造成 测井下气体中自燃气体产物的成分、浓度，分析其变 更大范围的煤发生 自燃，形成高温火区。高温火区 化情况，可以反推出煤的大致温度阶段，估计发生 自 范围内大量的可燃物在高温下蒸馏出可燃气体并发 燃的煤量，判断发生 自燃的煤的位置信息。目前，大 生燃烧，造成高温火区进一步扩大，甚至形成大范围 量应用的基于气体分析法的井下 自燃预测预报束管 的煤田火区，积聚大量热量，产生大量的有毒有害烟 监测系统，都采用探测 自燃过程中气体产物的方法。 气 ，治理难度大。 气体分析法不能准确判定煤炭 自燃高温点的具体位 针对煤 自燃过程中不同阶段的特点和规律，可 置、温度 和发展变化实际情况，易受井下通风的 选择适用的自燃高温检测方法。各种 自燃高温检测 影响。 方法都有局限性和适用条件 ，而对煤 自燃发展变化 2．2 探测 自燃温度异常的方法 规律的分析需要积累大量的检测数